ArcGIS軟件在福貢縣退耕還林還草工程中的應用

袁麗萍，李云芳，史慶偉，趙秦龍，莫志剛

(1.云南省林業(yè)調查規(guī)劃院大理分院，云南 大理 671000；2.大理州云龍縣林業(yè)局漕澗林場,云南 云龍 672700)

1 引言

2016年全國新一輪退耕還林還草工程的實施目的是實現25°以上的陡坡耕地全面退耕，有效恢復植被，做到退耕一片，治理一片，見效一片。以云南省怒江州福貢縣為例，2016年福貢縣工程建設任務為5766 hm2，由于地塊涉及面廣，且要求盡量與第二次全國土地利用現狀規(guī)劃圖25°以上的陡坡耕地一致，退耕地塊現地查找落實工作較為困難。通過ArcGIs 10.2軟件分析發(fā)現，將二者有機結合用于地塊落實、面積求算以及工程管理，能極大地提高內外業(yè)工作效率和工程管理質量。

2 軟件概況

ArcGIS 10.2.2軟件ArcGIs是美國環(huán)境系統(tǒng)研究所公司(Environmental Systems Researeh Instjtute,Ine.簡稱ESRI公司)開發(fā)的世界上應用最為廣泛的軟件之一，簡稱GIS(Geographic Information system)即地理信息系統(tǒng)。ArcMap是ArcGIS Desktop中的應用程序之一，在地圖導出、數據處理及數據分析等工作中廣泛應用。現在ArcMap制圖及數據處理在林業(yè)中有較為廣泛的應用。

3 退耕還林還草中的應用

3.1 基本資料的準備

3.1.1 基本材料列表

民政局提供的Xian_1980_GK_CM_99E福貢縣的縣、鄉(xiāng)、村面層；國土局提供的Xian_1980_GK_CM_99E福貢縣的全國土地利用現狀調查變更面層；林業(yè)局提供的Xian_1980_GK_CM_99E福貢縣2002年、2005年、2006年、2014年、2016年退耕還林面層；林業(yè)局提供的Xian_1980_GK_CM_99E福貢縣2012年、2013年、2015年陡坡地治理面層；林業(yè)局提供的Xian_1980_GK_CM_99E福貢縣地形圖；林業(yè)局提供的Xian_1980_GK_CM_99E福貢縣高分辨率影像圖。

3.1.2 整理材料

準備好上述資料后，需要把所有的資料分類后放進文件地理數據庫中，以方便以后的操作，具體如下：①在D盤下新建一個2016年退耕還林的文件夾，打開文件夾并新建一個名為“影像圖地形圖”的文件夾并把資料里面的5、6復制進去。②隨后打開arcmap10.2.2，彈出的對話框新建文檔后直接取消，在arcmap的選項卡中找到窗口，并點擊目錄。③在arcmap軟件的右上角出現一個“目錄”的選項卡，點擊“連接到文件夾”，彈出一個對話框選“D：”盤下的“2016年退耕還林”并點擊確定。④返回目錄，會看到“D:2016年退耕還林”出現在連接到文件夾下，在該文件夾上單擊右鍵→新建→文件地理數據庫→重命名為“2016年退耕還林.gdb”。⑤新建要素數據集→輸入名稱“行政界線”→坐標系選Xian_1980_GK_CM_99E→垂直坐標系直接下一步→容差也是直接點擊完成。建立完成后分別為：行政界線，基礎數據，區(qū)劃數據。⑥使用導入→要素類(多個)→找到存儲面層的位置并添加進列表確定。這樣就把基礎材料導入到數據庫中了。然后點擊“標準工具”中的保存，或者選“文件”下拉菜單中的“保存”，保存到“D:/2016年退耕還林”，名稱為“2016退耕還林.mxd”。這樣就完成了基礎資料的準備工作。

3.2 小班區(qū)劃

按照要求，新一輪退耕還林還草的地塊必須是25°以上陡坡耕地的非基本農田。因此，應以福貢縣2013年全國土地利用現狀調查變更圖作為底圖，將國土部門提供的成果底圖上規(guī)劃為25°以上陡坡耕地的非基本農田中的地塊提取出來，把歷年的退耕還林還草面層疊加上去，去除重合部分后形成新的矢量圖層即為新一輪退耕還林的小班地塊，標注小班號和面積，具體如下：

3.2.1 獲取“小班區(qū)劃面層”

(1)添加內容列表的圖層。用“標準工具”中的“數據添加”→找到準備好的數據“D:/2016年退耕還林”→選中“2016年退耕還林.gdb”點擊“添加”→選中“行政界線”點擊“添加”→選中“縣，鄉(xiāng)，村”點擊“添加”。同理把基礎數據中的所有面層都添加到“內容列表”。同理把“D:/2016年退耕還林影像圖地形圖”文件夾下的影像圖和地形圖也添加進來。

(2)生成小班區(qū)劃面層。在內容列表中選中“全國土地利用現狀調查變更”圖層，右鍵點擊，在彈出的菜單中左鍵單擊“打開屬性表”→在arcmap軟件下方會出現一個叫“表”的窗口，點擊“按屬性選擇”(圖1)→在彈出的對話框中輸入“坡度>=25”，并點擊“應用”，然后點擊“關閉”，這樣就選中了需要的坡度大于等于25°的所有小班→在內容列表中選中“全國土地利用現狀調查變更”圖層，右鍵點擊，在彈出的菜單中選中“數據”，左鍵單擊“導出數據”→在“導出數據”對話框上方的導出的下拉菜單中選取“所選要素”，下方的輸出要素類左鍵單擊黃色的文件夾→左鍵雙擊“文件夾連接”→左鍵雙擊“D:/2016年退耕還林”→左鍵雙擊“2016年退耕還林.gdb”→左鍵雙擊“區(qū)劃數據”→在名稱后面輸入“小班區(qū)劃1”，保存類型的下拉菜單中選中“文件和個人地理數據庫要素類”，左鍵單擊保存，返回導出數據對話框后，左鍵單擊確定，導出完成后會彈出一個對話框，左鍵單擊“是(Y)”，小班區(qū)劃1圖層就建立好了并且還添加進入了“內容列表”。

圖1 點擊按屬性選擇

(3)剔除已退耕部分。因國土部門和林業(yè)部門的對接會存在部分問題，從而導致面層直接會有重疊，也就是說已經退耕的依然還在耕地里面，所以這部分需要剔除掉。如果是手動刪除，那么會耗時耗力，而且還容易有遺漏，那么要這么解決呢？arcmap工具箱里面的“擦除”工具，能夠輕松解決問題。操作如下：

首先要用“工具”中的“清除所選要素”，因為在擦除執(zhí)行的時候，它只對選中的要素進行操作，那么就會有遺漏，所以只要對所有要素操作時一定要先點“清除所選要素”一下，以保障不會出錯。其次在arcmap右邊的目錄中選中“系統(tǒng)工具箱”，并點擊前面的+號，然后依次展開Analysis Tools.tbx→疊加分析→左鍵雙擊擦除→在“擦除”對話框中“輸入要素”的下來菜單中選擇“小班區(qū)劃1”；“擦除要素”的下拉菜單中選擇“福貢縣2002年退耕還林”；“輸出要素類”直接輸入“D:2016年退耕還林2016年退耕還林.gdb區(qū)劃數據小班區(qū)劃2”，或者用文件選擇(方法和上一步一樣)；xy容差(可選)不用填，默認的容差就可以了，最后點擊確定就OK。“擦除”命令運行完成后，會新生成一個小班區(qū)劃2的圖層，也就是和“福貢縣2002年退耕還林”圖層沒有重疊的新圖層(圖2)。同理然后把“小班區(qū)劃2”用“2005年退耕還林”擦除，生成“小班區(qū)劃3”，把前面的需要擦除的地塊全部擦除一次，最終得到“小班區(qū)劃”的圖層就是和歷史的項目沒有重疊的了(圖3)。

圖2 擦除前的小班區(qū)劃

圖3 深色圖斑為2002年退耕還林

(4)添加字段。小班區(qū)劃有了后，需要對字段進行增減，增加需要的字段，以方便以后的分類匯總和數據統(tǒng)計。方法如下：

增加字段：選中“小班區(qū)劃”，單擊右鍵，在右鍵菜單中單擊“打開屬性表”→在彈出的“表”的窗體里面，點擊表選項的下拉菜單，單擊“添加字段(F)...”→彈出“添加字段”對話框后，填入需要的“名稱”和類型(一般字段值是數字就用表示數字的類型，有漢字或特殊符號的就用“文本”)，然后確定。字段就添加到屬性表里面了。

(5)分發(fā)數據。由于外業(yè)調查需要分組調查，因此需要把小班區(qū)劃按鄉(xiāng)鎮(zhèn)分割。首先要用“工具”中的“清除所選要素”。其次在arcmap右邊的目錄中選中“系統(tǒng)工具箱”，并點擊前面的+號，然后依次展開Analysis Tools.tbx→提取分析→左鍵雙擊分割→在“分割”對話框下的“輸入要素”下拉菜單中選“小班區(qū)劃”，“分割要素”下拉菜單中選“鄉(xiāng)”，分割字段下拉菜單中選“鄉(xiāng)名”，“目標工作空間”直接輸入“D:2016年退耕還林2016年退耕還林.gdb區(qū)劃數據”，“xy容差(可選)”不填，最后點擊確定。等命令完成后，在彈出的對話框中點擊關閉。

在“圖層”中可以看到多出了“區(qū)劃數據”的分組，里面有分割好的所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)的面層。現在還需要做一個重要的設置，以便在復制到其他電腦中也可以正常使用“2016年退耕還林”，在“文件(F)”選項卡中點擊“地圖文檔屬性(M)...”→彈出的“地圖文檔屬性”對話框后，在“路徑名”后，“存儲數據源的相對路徑名(R)”前的方框中單擊左鍵打上勾，然后確定。→在“2016年退耕還林”文件下新建7個文件夾并以鄉(xiāng)鎮(zhèn)由北到南的順序加名稱命名，然后把“2016年退耕還林.gdb”、“影像圖地形圖”和arcmap的工程文件“2016退耕還林”復制到7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的文件夾下，并在工程文件的名稱加入鄉(xiāng)鎮(zhèn)名，比如“2016退耕還林”就變?yōu)椤?016退耕還林馬吉鄉(xiāng)”。→整理每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的內容列表和數據庫，就拿馬吉鄉(xiāng)做示范：打開“2016退耕還林馬吉鄉(xiāng)”的工程文件MXD，現在只需要保留馬吉鄉(xiāng)的區(qū)劃面和基礎面即可，其余的都可以刪除，在移除和刪除后界面的圖層就少了，顯得比較簡潔，方便以后的操作，避免圖層過多的混亂。同理把其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)也整理好后，就可以把各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的數據復制給各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的外業(yè)人員的平板電腦上，可以直接在電腦上區(qū)劃，免除了先在紙質圖上區(qū)劃，然后回家轉繪。

(6)外業(yè)調查。外業(yè)調查用的工具比較簡單，就是編輯器的應用。就拿子里甲鄉(xiāng)的一個小班來說明。首先用“符號選擇器”，也就是“內容列表”下的“子里甲鄉(xiāng)”的下面那個綠色的方框，用左鍵點擊，彈出對話框后，“填充顏色(F)”改為無顏色，“輪廓顏色(O)”改為紅色(顏色可以根據個人習慣選定)，點擊確定。然后右鍵點擊“內容列表”中的“子里甲鄉(xiāng)”，選中“編輯要素”，彈出下級菜單后點擊“開始編輯”，然后會彈出一個“編輯器”的窗口，點擊“編輯工具”，在數據視圖中點擊一個小班(圖4)→在編輯器中點擊裁剪面工具，在數據視圖中鼠標就變成一個十字，就可以在選中的小班里進去區(qū)劃，點一下鼠標就是一個點，分割小班有個基本原則就是，分割后的小班必須是完整閉合的，也就是說分割后的小班不能有任何連通的地方(圖5)，在劃好邊界后，需要檢查一下(圖6)，雙擊左鍵確認，小班就分割好了→屬性的錄入→用“編輯工具”選中小班，左鍵點擊“編輯器”中的屬性，會彈出一個以供編輯的“屬性”窗口，把里面的屬性都填完整就完成了對一個小班的編輯。面積求算，在數據庫下面的面層的面積是自動計算的單位是平方米，對應字段為“Shape_Area”，所有面積進行換算即可。

圖4 點擊要編輯的小班

圖5 小班線必須閉合

圖6 檢查小班線是否閉合

(7)鄉(xiāng)鎮(zhèn)面層的合并。外業(yè)調查完成后，把分發(fā)下去的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的“2016年退耕還林.gdb”全部拷貝集中到一起，最原始的數據庫需備份一份，把區(qū)劃數據里面的全部刪除，刪除完成后，又把各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的面層又重新導入進來。再單擊頂部選項卡里面的“地理處理”下拉菜單里面的“合并”。點擊“輸入數據集”右邊的打開文件→“區(qū)劃數據”中的7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的面層全部選中→點擊“添加”→“輸出數據集”的里面填入輸出地址和名稱即“D:2016年退耕還林2016年退耕還林.gdb區(qū)劃數據小班區(qū)劃”，點擊確定。合并完成彈出的對話框點擊關閉。

4 結語

福貢縣2016年退耕還林還草地塊要求與全國土地利用規(guī)劃圖基本吻合，且山高坡陡，路途遙遠，地形圖上500 m，有時需要走幾小時，涉及農戶數量多，落實難度大，林業(yè)站的技術力量相對薄弱，又是少數民族地區(qū)，語言溝通存在障礙。如用以前的帶圖紙上山區(qū)劃，然后在轉繪，工作難度大，效率低，質量低下。但直接使用arcmap直接到現地結合皮尺丈量勾繪，可以直接的進行面積對比，進一步提高圖層的精度，還節(jié)約了后期內業(yè)整理的大量時間，為以后的林業(yè)工程建設管理提供可靠的基礎數據和可供借鑒的操作方法。